[发明专利]一种隧道管片错台监测系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种隧道管片错台监测系统及方法。该系统包括多个依次首尾连接成“一”字形的位移传递板件，相邻两个位移传递板件之间通过传感器旋转连接铰连接形成卯榫组合；各个位移传递板件内留有用于插入Flex弯曲传感器的空槽，将Flex弯曲传感器放入空槽内，位于两个位移传递板件之间，并将Flex弯曲传感器的弯曲点控制在所述传感器旋转连接铰处；各个Flex弯曲传感器均通过传感器信号采集线缆与数据采集传输装置连接，数据采集传输装置与数据采集分析终端通过无线通讯方式连接。本发明实施例的技术方案，通过Flex弯曲传感器监测隧道管片的错台情况，准确度高、重量轻、可无线传输、易于安装，在提高监测质量的同时降低监测成本。

技术领域

本发明实施例涉及隧道工程监测技术领域，尤其涉及一种基于Flex弯曲传感技术的隧道管片错台监测系统及方法。

背景技术

地铁隧道的管片错台指的是相邻管片在空间位置上发生错位，导致连续管片之间内壁不平顺的现象，具体包括两种情形，一种是环与环之间的错台，另一种是同一环内相邻管片之间的错台。管片与管片之间通过螺栓连接，由于接缝处与管片的抗弯刚度是不同的，有可能会因为管片受力不均而使接缝处发生相对位移，出现管片错台现象。管片错台的危害极大，不仅仅对隧道美观有影响，而且还会影响隧道结构安全，造成管片开裂、脱落等，威胁地铁的安全运营，更甚者还会引发管片接缝渗水等病害，因此，对隧道管片错台进行监测是非常有必要的。

对隧道管片错台进行测量方法有两种:人工法及自动检测法。

人工法主要是利用人工手段并采取必要的辅助设施的方式采集隧道中错台数据，如现在公开的专利号CN206724887U所述的手持型隧道管片错台测量仪，需要人通过手握把手,按照操作规程,对管片错台进行快速精准的测量,并且进行数据记忆,为后续的处理分析提供原始数据；专利号CN109900184A所述的一种隧道管片的错台量测装置及方法，利用两把量测尺相结合，并通过它们的刻度读数来计算错台量；专利号CN204730798U中设计了一种测量隧道管片错缝变形的简易装置，通过测距螺丝杆和读数盘来读出错台数值，针对不同规格的盾构拼装管片,通过可调底座均可进行错缝变形的监测。综上，人工法具有价格便宜、操作简单等优点，但是需要耗费大量人力，监测效率较低，容易因工作人员的疏忽而引起测量结果的错误。

自动检测法如现在公开的专利号CN110987040A中公布了一种光纤光栅长距离隧道管片错台与道床沉降监测报警系统，该系统能实时在线监测长距离隧道各个标识截面上三个光栅给出的平均波长差,并采用特定方法计算隧道各个标识截面的管片错台与道床沉降大小，当它们超越预先设定的允许误差时，就会引起声光报警。专利号CN105089702A中公布了一种可大规模高精度在线监测盾构隧道错台的系统及方法，该系统结构简单、成本低，但是该专利所基于的技术是布里渊技术。

发明内容

本发明实施例提供一种隧道管片错台监测系统及方法，以实现提高监测质量的同时降低监测成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种隧道管片错台监测系统，包括多个依次首尾连接成“一”字形的位移传递板件，相邻两个位移传递板件之间通过传感器旋转连接铰连接形成卯榫组合；各个位移传递板件内留有用于插入Flex弯曲传感器的空槽，将Flex弯曲传感器放入空槽内，位于两个位移传递板件之间，并将Flex弯曲传感器的弯曲点控制在所述传感器旋转连接铰处；各个Flex弯曲传感器均通过传感器信号采集线缆与数据采集传输装置连接，数据采集传输装置与数据采集分析终端通过无线通讯方式连接。

可选的，所述位移传递板件的个数为六个，包括第一位移传递板件、第二位移传递板件、第三位移传递板件、第四位移传递板件、第五位移传递板件和第六位移传递板件；其中，第一位移传递板件、第二位移传递板件、第三位移传递板件和第四位移传递板件之间依次通过三个传感器旋转连接铰连接形成卯榫组合；第四移传递板件和第五位移传递板件之间为固定连接；第五位移传递板件和第六位移传递板件之间通过一个传感器旋转连接铰连接形成卯榫组合；